[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Datenverarbeitungseinrichtung mit einer
Empfangseinrichtung und einer Ermittlungseinrichtung, wobei die Empfangseinrichtung
mit der Ermittlungseinrichtung gekoppelt ist, wobei die Empfangseinrichtung ausgelegt
ist, eine Information über eine Position wenigstens eines Fahrzeugs und eine zu der
erfassten Position zugeordnete Information über einen vor dem Fahrzeug vorausliegenden
Streckenabschnitt bezüglich einer freien Fahrt des Fahrzeugs zu empfangen, wobei die
Ermittlungseinrichtung ausgelegt ist, eine, der erfassten Position zugeordnete, zu
ermittelnde Optimalgeschwindigkeit, anhand einer zu der erfassten Position zugeordneten
erfassten Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu bestimmen.
Stand der Technik
[0002] Aus der
DE 10 2010 046 236 A1 ist ein Verfahren und ein Assistenzsystem für ein Fahrzeug bekannt, wobei zur Regelung
der Längsbewegung des Fahrzeugs in Abhängigkeit einer Mehrzahl an vorausfahrenden
Fahrzeugen die Fahrzeugdaten empfangen werden, die durch vorausfahrende Fahrzeuge
gesendet werden und jeweils zumindest die momentane Position des jeweiligen vorausfahrenden
Fahrzeugs enthalten. Ferner werden die momentanen Abstände zwischen dem Fahrzeug und
dem vorausfahrenden Fahrzeug mittels der von den vorausfahrenden Fahrzeugen gesendeten
Positionen berechnet. Ferner wird eine durch den Fahrer eingestellte momentane Beschleunigung
des Fahrzeugs erfasst. Des weiteren wird automatisch die Beschleunigung des Fahrzeugs
auf den momentanen Sollwert eingestellt, wenn dieser kleiner als die momentane Beschleunigung
ist.
[0003] Ferner ist aus der
WO 2005/064568 A1 bekannt, dass die Fahrzeugsensorik verwendet werden kann, um eine Klassifikation
der Fahrsituation vorzunehmen.
[0004] Ferner sind Systeme bekannt, die auf Basis aktueller Fahrzeugposition und Geschwindigkeit
mittels Algorithmen Informationen über einen Stau und/oder eine orts- und zeitabhängige
Durchschnittsgeschwindigkeit auf einem Straßensegment ermitteln.
[0005] Zur teilautonomen oder autonomen Fahrzeuglängsführung ist es notwendig, eine sichere
und komfortable Fahrzeuggeschwindigkeit für einen bestimmten Streckenabschnitt zur
Steuerung des Fahrzeugs zu kennen.
[0006] Es ist Aufgabe der Erfindung, eine komfortable Fahrzeuggeschwindigkeit für einen
Streckenabschnitt zu ermitteln.
[0007] Die Erfindung wird mittels der Merkmale einer Datenverarbeitungseinrichtung gemäß
Anspruch 1, mittels eines Verfahrens nach Anspruch 11 und mittels eines Computerprogrammprodukts
nach Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen
angegeben.
[0008] Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine Optimalgeschwindigkeit für einen Streckenabschnitt
mittels einer Datenverarbeitungseinrichtung ermittelt werden kann, die eine Empfangseinrichtung
und eine Ermittlungseinrichtung umfasst, wobei die Empfangseinrichtung mit der Ermittlungseinrichtung
gekoppelt ist. Die Empfangseinrichtung ist ausgelegt, eine Information über eine Position
wenigstens eines Fahrzeugs und eine zu der erfassten Position zugeordnete Information
über einen vor dem Fahrzeug liegenden Streckenabschnitt bezüglich eines in dem Streckenabschnitt
vorausfahrenden Fahrzeugs zu empfangen. Die Ermittlungseinrichtung ist ausgelegt,
eine der erfassten Position zugeordnete Optimalgeschwindigkeit anhand einer zu der
erfassten Position zugeordneten erfassten Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu bestimmen.
Des Weiteren wird zur Ermittlung der Optimalgeschwindigkeit zu der erfassten Position
von der Ermittlungseinrichtung ausschließlich diejenige Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs
berücksichtigt, die mit der Information einer freien Fahrt für den vorausliegenden
Streckenabschnitt verknüpft ist.
[0009] Auf diese Weise kann eine Optimalgeschwindigkeit für einen Streckenabschnitt ermittelt
werden, die zum einen durch die Fahrzeuginsassen als angenehm und nicht zu schnell
empfunden wird und zum anderen nicht einer möglichen Maximalgeschwindigkeit entspricht,
sodass bei einer Fahrzeuglängsführung mit Optimalgeschwindigkeit ausreichend Sicherheitsreserven,
beispielsweise für geänderte Wetterbedingungen oder für Ausweichmanöver, gegeben sind.
Ferner wird vermieden, dass die Optimalgeschwindigkeit durch langsam fahrenden Verkehr,
insbesondere durch Staubildung, verfälscht wird.
[0010] Besonders vorteilhaft ist ferner, wenn die Datenverarbeitungseinrichtung eine Erfassungseinrichtung
und eine mit der Erfassungseinrichtung verbundene Sendeeinrichtung umfasst. Die Erfassungseinrichtung
ist ausgelegt, eine Position des Fahrzeugs zu erfassen. Ferner überwacht die Erfassungseinrichtung
den vorausliegenden Streckenabschnitt bezüglich der freien Fahrt des Fahrzeugs und
stellt der Sendeeinrichtung die Information über den Streckenabschnitt bereit, wobei
die Sendeeinrichtung ausgelegt ist, die von der Erfassungseinrichtung bereitgestellte
Information über den Streckenabschnitt und/oder die Information über die Position
des Fahrzeugs an die Empfangseinrichtung zu senden. Besonders aussagekräftig kann
die Optimalgeschwindigkeit durch die Ermittlungseinrichtung dann ermittelt werden,
wenn die Erfassungseinrichtung ein Positionsbestimmungssystem, insbesondere ein GPS-System
und wenigstens eines der folgenden Systeme umfasst: ein Radarsystem, ein Kamerasystem,
ein Lidarsystem, ein Laserabstandsmesssystem.
[0011] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Datenverarbeitungseinrichtung
einen Speicher, der mit der Ermittlungseinrichtung verbunden ist, wobei in dem Speicher
zu einer erfassten Position eine bereits ermittelte Optimalgeschwindigkeit abgelegt
ist. Auf diese Weise kann teilautonome bzw. autonome Fahrzeuglängsführung auch an
Positionen erfolgen, die durch das Fahrzeug erstmalig abgefahren werden.
[0012] Die ermittelte Optimalgeschwindigkeit kann weiter präzisiert werden, wenn die Ermittlungseinrichtung
eine neu ermittelte Optimalgeschwindigkeit auf Grundlage der im Speicher abgelegten
ermittelten Optimalgeschwindigkeit und der ermittelten Fahrgeschwindigkeit ermittelt.
[0013] Besonders vorteilhaft hierzu ist, wenn die Ermittlungseinrichtung zur Ermittlung
der neu ermittelten Optimalgeschwindigkeit aus der im Speicher abgelegten ermittelten
Optimalgeschwindigkeit und der erfassten Fahrgeschwindigkeit wenigstens anhand einer
Mittelwertbildung oder einer Quantil-Bildung ermittelt.
[0014] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist im Speicher der Datenverarbeitungseinrichtung
eine topografische Karte abgelegt, in der wenigstens ein Fahrhindernis abgelegt ist.
Ferner ist dem Fahrhindernis in der topografischen Karte eine Position zugeordnet.
Zur Ermittlung eines möglichen, der Position des Fahrzeugs zugeordneten, Fahrhindernisses
vergleicht die Ermittlungseinrichtung die erfasste Position des Fahrzeugs mit der
topografischen Karte.
[0015] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Fahrhindernis wenigstens
eine der folgenden Situationen: eine Kurvensituation, eine Baustellensituation, eine
Geschwindigkeitsbegrenzung, einen Gefahrenpunkt insbesondere eine glatte oder nicht
einsehbare Straßenstelle. Besonders vorteilhaft ist hierbei, wenn bei Erfassen eines
Fahrhindernisses, die Ermittlungseinrichtung die im Speicher zu der Position abgelegte
ermittelte Optimalgeschwindigkeit mit der korrespondierend zu der erfassten Position
neu ermittelten Optimalgeschwindigkeit ersetzt. Auf diese Weise kann die Optimalgeschwindigkeit
schnell an eine sich verändernde Fahrsituation bei einem Fahrhindernis angepasst werden.
[0016] Von besonderem Vorteil ist, wenn die Ermittlungseinrichtung ausgelegt ist, eine mittels
der Erfassungseinrichtung ermittelte zulässige Höchstgeschwindigkeit in dem Streckenabschnitt
die ermittelte und/oder die neuermittelte Optimalgeschwindigkeit mit der ermittelten
zulässigen Höchstgeschwindigkeit zu vergleichen und bei einem Abweichen der ermittelten
zulässigen Höchstgeschwindigkeit um einen vordefinierten Schwellenwert von der ermittelten
und/oder der neu ermittelten Optimalgeschwindigkeit die ermittelte zulässige Höchstgeschwindigkeit
als fehlerbehaftet zu markieren.
[0017] Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Datenverarbeitungseinrichtung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Fahrsituation mit mehreren Fahrzeugen und
einem Fahrhindernis,
Fig. 3 ein Diagramm mit einem Geschwindigkeitsverlauf aufgetragen über der Zeit der
in Fig. 2 gezeigten Fahrzeuge,
Fig. 4 ein Diagramm mit einem Signalverlauf eines Sensors aufgetragen über der Zeit,
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Ergebnisses der Datenverarbeitungseinrichtung
in Form einer ermittelten Optimalgeschwindigkeit an einer örtlich definierten Position
eines Straßennetzwerks, und
Fig. 6 eine schematische Darstellung einzelner Verfahrensschritte eines Verfahrens
für die in Fig. 1 gezeigte Datenverarbeitungseinrichtung.
[0018] Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Datenverarbeitungseinrichtung 10
mit einem Zentralrechner 15, der ortsgebunden, beispielsweise in einem Gebäude 20,
angeordnet ist. Der Zentralrechner 15 umfasst eine Ermittlungseinrichtung 25 und eine
mit der Ermittlungseinrichtung 25 verbundene Empfangseinrichtung 30. Die Empfangseinrichtung
30 ist ferner mit einer Antenne 35 verbunden. Ferner umfasst der Zentralrechner 15
einen Speicher 40, der mit der Ermittlungseinrichtung 25 verbunden ist.
[0019] Auf einer Straße 45 befinden sich ein erstes Fahrzeug 50 und ein hinter dem ersten
Fahrzeug 50 fahrendes zweites Fahrzeug 55. Die Fahrzeuge 50, 55 folgen dabei dem Straßenverlauf
der Straße 45. Das erste Fahrzeug 50 umfasst eine erste Erfassungseinrichtung 60 mit
einer ersten Sendeeinrichtung 65, die miteinander verbunden sind. Die erste Erfassungseinrichtung
60 umfasst dabei ein erstes Positionsbestimmungssystem, das in der Ausführungsform
als GPS-System ausgebildet ist. Ferner umfasst die erste Erfassungseinrichtung 60
ein erstes Radarsystem 75, das ausgelegt ist, einen ersten vor dem ersten Fahrzeug
50 liegenden Streckenabschnitt 80 dahingehend zu überwachen, ob in dem ersten Streckenabschnitt
80 ein weiteres vor dem ersten Fahrzeug 50 befindliches Fahrzeug fährt. In dem ersten
Streckenabschnitt 80 ist in Fig. 1 kein weiteres Fahrzeug angeordnet, sodass der Streckenabschnitt
80 hierbei eine freie Fahrt für das erste Fahrzeug 50 auf der Straße 45 symbolisiert.
Ferner ist im ersten Fahrzeug 50 ein erstes Videosystem 85 in einem oberen Bereich
des ersten Fahrzeugs 50 angeordnet, um den ersten Streckenabschnitt 80 optisch zu
erfassen und auf vorausfahrende Fahrzeuge vor dem ersten Fahrzeug 50 zu überwachen.
Zusätzlich können mit dem ersten Videosystem 85 des ersten Fahrzeugs 50 ferner auch
Straßenschilder oder Personen am Straßenrand erfasst und erkannt werden. Sowohl das
erste Positionsbestimmungssystem 70, das erste Radarsystem 75 als auch das erste Kamerasystem
85 sind mit der ersten Sendeeinrichtung 65 verbunden.
[0020] In dem hinter dem ersten Fahrzeug 50 fahrenden zweiten Fahrzeug 55 ist, ebenso wie
in dem ersten Fahrzeug 50, eine zweite Sendeeinrichtung 90 und ein zweites Erfassungssystem
95 vorgesehen. Die zweite Erfassungseinrichtung 95 umfasst dabei, ebenso wie die erste
Erfassungseinrichtung 60, ein zweites Radarsystem 100, ein zweites Kamerasystem 105,
sowie ein zweites Positionsbestimmungssystem 110. Sowohl das zweite Kamerasystem 105
als auch das zweite Radarsystem 100 sind ausgelegt, einen zweiten vor dem zweiten
Fahrzeug 55 liegenden Streckenabschnitt 115 dahingehend zu überwachen, ob in dem zweiten
Streckenabschnitt 115 ein Fahrzeug sich befindet. Wie in der Fig. 1 deutlich zu erkennen,
sind das erste Fahrzeug 50 und das zweite Fahrzeug 55 derart zueinander beabstandet,
dass das erste Fahrzeug 50 vollständig in dem zweiten voraus liegenden Streckenabschnitt
115 des zweiten Fahrzeugs 55 liegt, sodass das zweite Fahrzeug 55 auf das erste Fahrzeug
50 auffährt und keine freie Fahrt hat.
[0021] In der Ausführungsform sind die Radarsysteme 75, 100 der beiden Fahrzeuge 50, 55
als Teil eines Adaptive Cruise Control Systems (ACC-Systems) ausgebildet, das eine
Information über eine Anwesenheit, einen Abstand und eine Geschwindigkeit zum vorausfahrenden
Fahrzeug 50, 55 ermittelt. Alternativ ist auch denkbar, dass ein Radarsystem bzw.
die Radarsensorik (oder eine weitere Sensorik zur Erfassung von Objekten) eines anderen
Fahrerassistenzsystems zur Erfassung, ob sich ein Fahrzeug im vorausliegenden Streckenabschnitt
80 115 befindet, eingesetzt wird.
Das jeweils in den Fahrzeugen 50, 55 zusätzlich vorgesehene Kamerasystem 85, 105 erfasst
optisch mittels eines Kamerasensors, ob sich im vorausliegenden Streckenabschnitt
80, 115 ein Fahrzeug 50, 55 befindet. Zusätzlich kann das Kamerasystem Straßenverkehrszeichen
und/oder Personen auf oder am Straßenrand der Straße 45 erfassen. Ferner ist in dem
ersten Fahrzeug 50 ein erstes Geschwindigkeitsmesssystem 86 vorgesehen, das eine Fahrgeschwindigkeit
des ersten Fahrzeugs 50 erfasst. In dem zweiten Fahrzeug 55 ist ferner ein Geschwindigkeitsmesssystem
111 zur Erfassung der Geschwindigkeit des zweiten Fahrzeugs 55 vorgesehen.
[0022] Das Radarsystem 75, 100, das Positionsbestimmungssystem 70, 110, das Kamerasystem
85, 105 und das Geschwindigkeitserfassungssystem 86, 111 stellen die erfassten Informationen
jeweils der entsprechenden mit der Erfassungseinrichtung 60, 95 verbundenen Sendeeinrichtung
65, 90 bereit. Die Sendeeinrichtung 65, 90 ist dabei ausgelegt, die Informationen
mittels einer Drahtlosverbindung, beispielsweise nach dem GPRS-Standard zu versenden.
Die von den Sendeeinrichtungen 65, 90 ausgesendeten Signale werden mittels der Antenne
35 empfangen. Die Empfangseinrichtung 30 stellt die empfangenen Informationen der
Ermittlungseinrichtung 25 bereit.
[0023] In der Ausführungsform ist der Zentralrechner 15 ortsfest angeordnet. Alternativ
ist auch denkbar, dass der Zentralrechner 15 durch eine Vielzahl von Einzelrechnern
ausgebildet ist, die beispielsweise in jedem Fahrzeug 50, 55 vorgesehen sind, um dezentral
die im Folgenden beschriebenen Verfahren des Zentralrechners 15 auszuführen. Auch
wird darauf hingewiesen, dass die Sendeeinrichtung 65, 90 und/oder die Empfangseinrichtung
30 auch als Schnittstellen ausgebildet sein können, die beispielsweise die ermittelten
Informationen untereinander zwischen den Fahrzeugen 50, 55, 120 und/oder dem Zentralrechner
15 bzw. Einzelrechner austauschen zu können.
[0024] Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrhindernisses auf der in Fig.
1 gezeigten Straße 45. Zusätzlich zu den in Fig. 1 gezeigten Fahrzeugen 50, 55 ist
ein weiteres Fahrzeug 120 gezeigt, das hinter dem ersten und dem zweiten Fahrzeug
50, 55 hinterherfährt. Die in Fig. 2 gezeigte Straße 45 weist einen ersten Straßenabschnitt
125 und einen zweiten Straßenabschnitt 130 auf, wobei der erste Straßenabschnitt 125
einer Linkskurve und der zweite Straßenabschnitt 130 einer Rechtskurve entspricht.
Da die Linkskurve als auch die Rechtskurve mit reduzierter Fahrgeschwindigkeit durch
die Fahrzeuge 50, 55, 120 durchfahren werden, bilden diese jeweils ein Fahrhindernis
aus. Das dritte Fahrzeug 120 ist hinsichtlich der Erfassungseinrichtung und der Sendeeinrichtung
identisch ausgebildet. In Fig. 2 fahren die Fahrzeuge 50, 55, 120 in einer Kolonne
hintereinander, wobei vor dem ersten Fahrzeug 50 sich kein weiteres Fahrzeug in Fahrtrichtung
befindet und somit das erste Fahrzeug 50 eine freie Fahrt auf der Straße 45 hat. Dabei
wird in der Ausführungsform unter einer freien Fahrt eine Fahrsituation verstanden,
bei der das Fahrzeug 50, 55, 120 derartig zu einem voraus fahrenden Fahrzeug oder
Hindernis beabstandet ist, dass ein Adaptive Cruise Control System (ACC-System) keinen
Fahreingriff vornehmen würde, um die Geschwindigkeit des hinter dem ersten Fahrzeug
herfahrenden zweiten bzw. hinter dem zweiten Fahrzeug 55 herfahrenden dritten Fahrzeug
120 zu reduzieren, um einen nötigen Mindestabstand zwischen den Fahrzeugen 50, 55,
120 einzuhalten bzw. um ein direktes Auffahren des zweiten bzw. dritten Fahrzeugs
auf dem jeweiligen vorhergehenden Fahrzeug 50, 55 zu unterbinden. Alternativ ist auch
denkbar, dass unter einer freien Fahrt beispielsweise ein vorbestimmter Streckenabschnitt
80, 115 verstanden wird, der frei von einem vorausfahrenden Fahrzeug ist, insbesondere
ein geschwindigkeitsabhängiger Mindestabstand, der der Hälfte der Fahrgeschwindigkeit
des Fahrzeugs 50, 55, 120 entspricht. Es sind jedoch auch andere Werte zur Festlegung
eines Abstands zwischen den Fahrzeugen 50, 55, 120 zur Festlegung einer freien Fahrt
für das jeweilige Fahrzeug 50, 55, 120 denkbar. Als besonders vorteilhaft hat es sich
zur Festlegung einer freien Fahrt erwiesen, wenn der Mindestabstand dem Nominalwert
der Fahrgeschwindigkeit entspricht. Auch wäre denkbar, unter einer freien Fahrt eine
Information der Erfassungseinrichtung 60, 95 zu verstehen, die beinhaltet, dass kein
Fahrzeug sich vor dem jeweiligen Fahrzeug 50, 55, 120, sowie bei dem ersten Fahrzeug
50 in den Figuren 1 und 2 befindet.
[0025] Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Geschwindigkeitsprofils der in Fig.
1 und 2 gezeigten Fahrzeuge 50, 55, 120. Dabei ist eine Fahrgeschwindigkeit v aufgetragen
über der Zeit t. Dabei zeigt ein erster Geschwindigkeitsverlauf 135 die Fahrgeschwindigkeit
v
1 des ersten Fahrzeugs 50 entlang der Straße 45. Ein zweiter Geschwindigkeitsverlauf
(in Fig. 3 strichliert dargestellt) zeigt die Fahrgeschwindigkeit v
2 des zweiten Fahrzeugs 55 bzw. des dritten Fahrzeugs 120 bei der Fahrt entlang der
Straße 45. Dabei weist das erste Fahrzeug 50 gegenüber der Fahrgeschwindigkeit der
zweiten Fahrzeuge 50, 120 eine durchweg höhere Gefahrgeschwindigkeit auf. Es wird
darauf hingewiesen, dass der Geschwindigkeitsverlauf 135, 140 der Fahrzeuge 50, 55,
120 beispielhaft ist und durch viele Randbedingungen geprägt wird. So wird der in
Fig. 3 gezeigte Geschwindigkeitsverlauf 135 des ersten Fahrzeugs 50 durch die beiden
Straßenabschnitte 125, 130 mit den jeweiligen Kurvensituationen 125, 130 geprägt.
Dabei umfasst der Geschwindigkeitsverlauf 135, 140 einen ersten Abschnitt 145, in
dem der erste Geschwindigkeitsverlauf 135 dem zweiten Geschwindigkeitsverlauf 140
entspricht. In einem zweiten Abschnitt 150 weist der erste Geschwindigkeitsverlauf
135 des ersten Fahrzeugs 50 eine durchweg höhere Geschwindigkeit v
1 auf als die des hinter dem ersten Fahrzeug 50 fahrenden zweiten Fahrzeugs 55 ist.
Zeitlich anschließend an den zweiten Abschnitt 150 schließt sich ein dritter Abschnitt
155 an, in dem der erste Geschwindigkeitsverlauf 135 zu dem zweiten Geschwindigkeitsverlauf
140 wiederum wie im ersten Abschnitt 140 identisch ist. Die Unterschiede im Geschwindigkeitsverlauf
135, 140 im zweiten Abschnitt 150 zwischen dem ersten Fahrzeug 50 und dem zweiten
Fahrzeug 55 resultieren daraus, dass das erste Fahrzeug 50 eine freie Fahrt gegenüber
dem zweiten Fahrzeug 55 hat. Dies hat zur Folge, dass das erste Fahrzeug 50 am Kurvenausgang
schneller beschleunigen kann als das zweite Fahrzeug 55. Ferner wirken sich Bremsvorgänge
des ersten Fahrzeugs 50 in einem verstärkten Bremsvorgang beim zweiten bzw. beim weiter
nachfolgenden dritten Fahrzeug 120 aus, sodass bei einem Bremsvorgang, eingeleitet
durch das erste Fahrzeug 50, das zweite Fahrzeug 55 auf eine niedrigere Geschwindigkeit
v
2 herunterbremst als das erste Fahrzeug 50. Dies ist besonders deutlich im linksseitigen
zeitlich früheren Bereich des zweiten Abschnitts 150.
[0026] Fig. 4 zeigt ein Diagramm eines Signalverlaufs O aufgetragen über der Zeit t. Dabei
ist in dem Diagramm ein erster Signalverlauf 160 der ersten Erfassungseinrichtung
60 des ersten Fahrzeugs 50 mit einer durchgezogenen Linie gezeigt. Mit einer strichlierten
Linie ist in Fig. 4 der zweite Signalverlauf 165 dargestellt. Der zweite Signalverlauf
165 ist in Fig. 4 strichliert aufgezeigt. Der zweite Signalverlauf 165 entspricht
dabei dem Signalverlauf 165 des zweiten Fahrzeugs 55 bzw. des dritten Fahrzeugs 120.
Dabei zeigt der erste Signalverlauf 160, dass das erste Fahrzeug 50 fortwährend eine
freie Fahrt aufweist. Der zweite Signalverlauf 165 weist zwei Niveaus auf. Dabei werden
im Folgenden die auf die Signalverläufe bezogene Abschnitte 170, 175, 180 in Hinblick
auf die bereits in den Figur 3 genannten Abschnitte 145, 150, 155 fortlaufend weiter
nummeriert. Zu Beginn der Zeitaufzeichnung weist auch der zweite Signalverlauf 165
in einem Abschnitt 170 eine freie Fahrt auf. In einem fünften Abschnitt 175, der zeitlich
auf den vierten Abschnitt 170 folgt, ist das zweite Fahrzeug 55 so nah auf das erste
Fahrzeug 50 aufgefahren, dass die zweite Erfassungseinrichtung 95 ein Signal über
eine nicht freie Fahrt bzw. ein Fahrzeug 50 vor dem zweiten Fahrzeug 55 liefert. Dies
wird in Fig. 4 mit einem erhöhten Niveau gegenüber dem im vierten Abschnitt 170 aufgezeigten
Niveau symbolisiert. In einem sechsten Abschnitt 180, der zeitlich auf den fünften
Abschnitt 175 folgt, wurde der Abstand zwischen dem zweiten Fahrzeug 55 und dem ersten
Fahrzeug 50 so weit vergrößert, dass die zweite Erfassungseinrichtung 95 wieder, wie
im vierten Abschnitt 170, ein Signal korrespondierend mit der Information über eine
freie Fahrt des zweiten Fahrzeugs 55 liefert. Dabei wird darauf hingewiesen, dass
der erste bis dritte Abschnitt 145, 150, 155 im zeitlichen Verlauf bzw. in der Dauer
nicht dem vierten bis sechsten Abschnitt 170, 175, 180 entsprechen. Selbstverständlich
ist auch denkbar, dass die Dauer und die zeitliche Abfolge des ersten bis dritten
Abschnitts 145, 150, 155 dem vierten bis sechsten Abschnitt 170, 175, 180 entspricht.
[0027] Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Ergebnisses der Datenverarbeitungseinrichtung
10 in Form einer ermittelten Optimalgeschwindigkeit an einer örtlich definierten Position
eines Straßennetzwerks 186, das in einer topografischen Karte 185 angelegt ist. Die
topographische Karte 185 umfasst eine Vielzahl von Straßen 45 des Straßennetzwerks
186, wobei auf eine Darstellung aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet wird.
Die topografische Karte 185 ist in der Ausführungsform der Datenverarbeitungseinrichtung
10 in dem Speicher 40 des Zentralrechners 15 abgelegt. Ferner ist in der topografischen
Karte 185 die Position des ersten Fahrzeugs 50 eingetragen. Ferner ist in Vektordarstellung
die durch das erste Geschwindigkeitserfassungssystem 86 ermittelte Fahrgeschwindigkeit
v
1(t) eingetragen. Wie bereits oben in Fig. 1 erläutert, ist die erste Erfassungseinrichtung
60 ausgelegt, sowohl die Fahrgeschwindigkeit v
1(t) als auch die Position des ersten Fahrzeugs 50 und den voraus liegenden ersten
Streckenabschnitt 80 bezüglich weiterer Fahrzeuge zu überwachen und eine Information
darüber der ersten Sendeeinrichtung 65 bereitzustellen. Die erste Sendeeinrichtung
65 überträgt die Information über den voraus liegenden ersten Streckenabschnitt 80,
eine Information über die Position des ersten Fahrzeugs 50 und eine zusätzliche Information
über die zu der Position korrespondierende Fahrgeschwindigkeit v
1(t) des ersten Fahrzeugs 50 an den Zentralrechner 15. Die Übertragung der Fahrgeschwindigkeit
v
1/2(t) hat den Vorteil einer schnelleren und genaueren Erfassung einer Geschwindigkeitsänderung
und hat ferner eine Entlastung des Zentralrechners 15 in seiner Rechenkapazität zur
Folge. Die Übertragung der Fahrgeschwindigkeit ist jedoch nicht zwingend, sie kann
auch durch den Zentralrechner 15 anhand der übertragenen Positionen erfolgen.
[0028] Fig. 6 zeigt einzelne Schritte des im Folgenden detailliert beschriebenen Verfahrens.
In einem ersten Verfahrensschritt 190 werden Bewegungsprofile der Fahrzeuge 50, 55,
120 erfasst, indem die Informationen (Position des Fahrzeugs, Fahrgeschwindigkeit,
freie oder nicht freie Fahrt) der Fahrzeuge 50, 55, 120 durch die Sendeeinrichtungen
65, 90 bzw. Empfangseinrichtung 30 des Zentralrechners 15 erfasst werden. Um die übermittelten
Informationen dauerhaft verarbeiten zu können, werden die Informationen in dem Speicher
40 durch die Ermittlungseinrichtung 25 abgelegt. Die Ablage erfolgt dabei derartig,
dass zu jeder Position eines Fahrzeugs 50, 55, 120 eine korrespondierende Fahrgeschwindigkeit
und die Information über die freie Fahrt des jeweiligen Fahrzeugs abgelegt werden,
sodass diese Informationen miteinander verknüpft sind.
[0029] In einem zweiten Verfahrensschritt 195 wird durch die Ermittlungseinrichtung 25 ermittelt,
ob an der ermittelten Position des Fahrzeugs 50, 55, 120 ein Fahrhindernis in der
topographischen Karte 185 zugeordnet ist. Dabei vergleicht die Ermittlungseinrichtung
25 die Position des Fahrzeugs 50, 55, 120 mit der im Speicher abgelegten topografischen
Karte 185. Dabei ist in der topografischen Karte 185 jedem Fahrhindernis eine Position
zugeordnet ist. Stimmen die Position des Fahrhindernisses und die erfasste Position
des Fahrzeugs 50, 55, 120 im Wesentlichen überein, so befindet sich das Fahrzeug 50,
55, 120 an einem Fahrhindernis.
[0030] Ist der erfassten Position in der topographischen Karte 185 keinem Fahrhindernis
zugeordnet, so ist die Ermittlungseinrichtung 25 ausgelegt, das erfasste Fahrhindernis
in der topographischen Karte 185 zu der erfassten Position neu abzulegen und somit
die erfasste Position mit dem neuerfassten Fahrhindernis zu verknüpfen. Dies hat insbesondere
den Vorteil, dass bisher die topographische Karte 185 durch bisher nicht erfasste
Fahrhindernisse ergänzt wird und so die topographische Karte weiter automatisch ausdetailliert
werden kann. Dabei kann das Fahrhindernis, beispielsweise durch die Erfassungseinrichtung
60, 95 mittels des Radarsystems 75, 100 und/oder Kamerasystems 85, 105, durch das
jeweilige Fahrzeug 50, 55, 120 erfasst werden. Selbstverständlich können Fahrhindernisse
auch durch andersartig aufgebaute Erfassungseinrichtung 60, 95 ermittelt werden Als
Fahrhindernis werden folgende Situationen verstanden: eine Kurvensituation, eine Baustellensituation,
eine Geschwindigkeitsbegrenzung, ein Gefahrenpunkt.
[0031] In einem dritten Verfahrensschritt 200 berücksichtigt die Ermittlungseinrichtung
25 ausschließlich zur späteren Bildung der zuermitteltenden Optimalgeschwindigkeit
nur diejenigen Fahrgeschwindigkeiten, die einer Position zugeordnet sind, die in der
topografischen Karte 185 mit einem Fahrhindernis verknüpft sind. Auf diese Weise werden
beispielsweise Geradeausfahrten auf einer Bundesautobahn nicht berücksichtigt, sodass
hohe oder sehr niedrige Fahrgeschwindigkeiten auf der Bundesautobahn bei der Ermittlung
der Optimalgeschwindigkeit unberücksichtigt bleiben.
[0032] In einem vierten Verfahrensschritt 205 werden die erfassten Informationen weiter
für die spätere Ermittlung der Optimalgeschwindigkeit gefiltert. Dabei berücksichtigt
die Ermittlungseinrichtung 25 jedoch bei der Bestimmung der zu ermitteltenden Optimalgeschwindigkeit
nur diejenigen Fahrgeschwindigkeiten v
1/2(t) der Fahrzeuge 50, 55, 120, die mit der Information einer freien Fahrt für den
voraus liegenden Streckenabschnitt 80, 115 verknüpft sind. Fahrgeschwindigkeiten v
1/2(t), die nicht mit einer freien Fahrt verknüpft sind, werden zur Ermittlung der neu
ermittelten Optimalgeschwindigkeit durch die Ermittlungseinrichtung 25 nicht herangezogen
und bleiben somit unberücksichtigt. Dies hat zur Folge, dass die neu ermittelte Optimalgeschwindigkeit
nicht durch zu niedrige Fahrgeschwindigkeiten einer Kolonnenfahrt des zweiten und
dritten Fahrzeugs 55, 120 verfälscht wird.
[0033] In einem fünften Verfahrensschritt 210 ermittelt die Ermittlungseinrichtung 25 für
die jeweilige Position eine Optimalgeschwindigkeit. Dabei wird mit der Optimalgeschwindigkeit
eine für die Fahrzeuginsassen angenehme Geschwindigkeit zu der jeweiligen Position
verstanden, die zum einen hinreichend große Sicherheitsreserven für das Fahrzeug 50,
55, 120 beinhaltet und zum anderen ein zügiges Vorwärtskommen des Fahrzeugs 50, 55,
120 gewährleistet. Es wird insbesondere darauf hingewiesen, dass die Optimalgeschwindigkeit
nicht mit einer an der Position möglichen Maximalgeschwindigkeit übereinstimmt. Vielmehr
ist die Optimalgeschwindigkeit grundsätzlich kleiner als die Maximalgeschwindigkeit
an der gleichen Position.
[0034] Ist im Speicher 40 der Datenverarbeitungseinrichtung 10 zu der erfassten Position
bzw. dem erfassten Fahrhindernis keine Optimalgeschwindigkeit abgelegt, so verknüpft
die Ermittlungseinrichtung 25 die ermittelte Fahrgeschwindigkeit mit der erfassten
Position und dem ermittelten Fahrhindernis als neuermittelte Optimalgeschwindigkeit
und legt diese mit den Verknüpfungen im Speicher 40 ab.
[0035] Ferner kann im Speicher 40 der Datenverarbeitungseinrichtung 10 zu der erfassten
Position der Fahrzeuge 50, 55, 120 in der topografischen Karte 185 jeweils eine bereits
ermittelte Optimalgeschwindigkeit abgelegt sein. Die bereits ermittelte Optimalgeschwindigkeit
kann beispielsweise durch mathematische Methoden oder durch Messmethoden, insbesondere
durch das im Folgende beschriebene Vorgehen ermittelt worden sein. Um die ermittelte
Optimalgeschwindigkeit an eine tatsächliche im Folgenden als neu ermittelt bezeichnete
Optimalgeschwindigkeit an einer Position anzupassen, die für die Fahrzeuginsassen
als besonders komfortabel empfunden wird, ist die Ermittlungseinrichtung 25 ausgelegt,
zu der erfassten Position eine entsprechend zugeordnete neuermittelte Optimalgeschwindigkeit
anhand der erfassten Fahrgeschwindigkeit zu der erfassten Position bzw. dem erfassten
Fahrhindernis zu ermitteln. Dazu verrechnet die Ermittlungseinrichtung 25 die im Speicher
40 abgelegte ermittelte Optimalgeschwindigkeit mit der erfassten Fahrgeschwindigkeit
beispielsweise mittels einer Mittelwertbildung oder einer Quantil-Bildung zu der neu
ermittelten Optimalgeschwindigkeit.
[0036] In der Ausführungsform wird somit zur Ermittlung der neu ermittelten Optimalgeschwindigkeit
ausschließlich die Informationen über die Positionen und die Fahrgeschwindigkeiten
des ersten Fahrzeugs 50 fortwährend verwendet, so dass durch das erste Fahrzeug 50
die neuermittelte Optimalgeschwindigkeit bestimmt wird (falls bisher keine ermittelte
Optimalgeschwindigkeit in der topographischen Karte 185 hinterlegt war) oder die bisher
in der topographischen Karte 185 abgelegte ermittelte Optimalgeschwindigkeit verbessert
wird. Die Fahrgeschwindigkeiten des zweiten Fahrzeugs 55 bzw. vierten Fahrzeugs 120
werden nur mit der zugeordneten Position im vierten Abschnitt 170 bzw. im sechsten
Abschnitt 180 (vgl. Fig. 4) verwendet, da hierbei diese mit einer freien Fahrt verknüpft
sind. Dies hat zur Folge, dass für das Fahrhindernis der Figur 1 beschriebenen Kurvensituation,
die durch das erste Fahrzeug 50 durch die Ermittlungseinrichtung 25 neuermittelte
Optimalgeschwindigkeit als im Speicher 40 bzw. in der topographischen Karte 185 abgelegte
ermittelte Optimalgeschwindigkeit durch die Ermittlungseinrichtung 25 verwendet wird,
um anhand der durch die durch das zweite Fahrzeug 55, bzw. dritte Fahrzeug 120 ermittelte
Fahrgeschwindigkeit v
2(t) zu der jeweiligen Position die neuermittelte Optimalgeschwindigkeit zu bestimmen,
wobei nur die Fahrgeschwindigkeiten berücksichtigt werden, die mit der freien Fahrt
zu der jeweiligen Position verknüpft sind. Dies hat weiter zur Folge, dass die neuermittelte
Optimalgeschwindigkeit selektiv weiter durch das zweite bzw. dritte Fahrzeug 55, 120
verbessert wird.
[0037] Die einzelnen Verfahrensschritte 190, 195, 200, 205, 210 können in ihrer Reihenfolge
geändert werden. So ist denkbar, dass beispielsweise die Filterung der Informationen,
die einer freien Fahrt zugeordnet sind (oben in Verfahrensschritt 205), auch im ersten
Verfahrensschritt 190 vorgenommen werden kann. Dabei wäre von Vorteil, dass beispielsweise
nur diejenigen Informationen über die Fahrgeschwindigkeit zu einer bestimmten Position
über die Sendeeinrichtung 60, 90 übertragen werden, die mit einer freien Fahrt verknüpft
sind. Dies reduziert das zu übertragende Datenvolumen beträchtlich und sorgt somit
für die Möglichkeit, mittels eines einfachen Datennetzes zahlreiche Informationen
von den Fahrzeugen 50, 55, 120 zu dem Zentralrechner 15 zu übertragen. Auch können
beispielsweise dadurch die Kosten für die Übertragung, beispielsweise in einem Mobilfunknetz
an einen Server reduziert werden. Ferner wird der Rechenaufwand der Ermittlungseinrichtung
25 des Zentralrechners 15 in den darauf folgenden Schritten reduziert.
[0038] Alternativ zu den oben ausgeführten Ausführungsformen wird darauf hingewiesen, dass
alternativ zu dem oben beschriebenen Radarsystem 75, 100 auch das Kamerasystem 85,
105 verwendet werden kann. Ferner bieten sich auch alternativ hierzu ein Lidarsystem
oder ein Laserabstandsmesssystem an.
[0039] Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass Informationen des Kamerasystems 85, 105 über
die Sendeeinrichtung 65, 90 an den Zentralrechner 15 übertragen werden. Ferner kann
die Ermittlungseinrichtung 25 ausgelegt sein, mittels der neu ermittelten Optimalgeschwindigkeit
für eine Position die Informationen des Kamerasystems 85, 105, insbesondere die mittels
des Kamerasystems 85, 105 ermittelte zulässige Höchstgeschwindigkeit, zu verifizieren.
Dazu vergleicht die Ermittlungseinrichtung 25 die für die Position neu ermittelte
Optimalgeschwindigkeit mit der über das Kamerasystem 85, 105 ermittelten zulässigen
Höchstgeschwindigkeit, wobei die Ermittlungseinrichtung 25 ausgelegt ist, bei einem
Abweichen der über das Kamerasystem 85, 105 erfassten zulässigen Höchstgeschwindigkeit
von der neu ermittelten Optimalgeschwindigkeit um einen vordefinierten Schwellenwert
die von dem Kamerasystem 85, 105 erfasste zulässige Höchstgeschwindigkeit als fehlerbehaftet
zu zu markieren.
[0040] Alternativ zu der oben beschriebenen Kurvensituation ist auch denkbar, die oben beschriebenen
Verfahrensschritte bei einer Baustellensituation, bei einer Geschwindigkeitsbegrenzungssituation
oder einem sonstigen Gefahrenpunkt anzuwenden. Insbesondere kann hierdurch frühzeitig,
beispielsweise beim Einrichten einer Baustelle, bereits die ermittelte Optimalgeschwindigkeit
für den Baustellenbereich adaptiert werden und so der Fahrzeugführer frühzeitig auf
das Hindernis hingewiesen werden.
[0041] Auch wird darauf hingewiesen, dass die Sendeeinrichtung 65, 90 und/oder die Empfangseinrichtung
30 auch als Schnittstellen ausgebildet sein können.
1. Datenverarbeitungseinrichtung (10) mit einer Empfangseinrichtung (30) und einer Ermittlungseinrichtung
(25), wobei die Empfangseinrichtung (30) mit der Ermittlungseinrichtung (25) gekoppelt
ist,
- wobei die Empfangseinrichtung (30) ausgelegt ist, eine Information über eine erfasste
Position wenigstens eines Fahrzeugs (50, 55, 120) und eine zu der erfassten Position
zugeordnete Information über einen vor dem Fahrzeug (50, 55, 120) vorausliegenden
Streckenabschnitt (80, 115) bezüglich einer freien Fahrt des Fahrzeugs (50, 55, 120)
zu empfangen,
- wobei die Ermittlungseinrichtung (25) ausgelegt ist, eine der erfassten Position
zugeordnete zu ermittelnde Optimalgeschwindigkeit anhand einer zu der erfassten Position
zugeordneten erfassten Fahrgeschwindigkeit (v1/2) des Fahrzeugs (50, 55, 120) zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Ermittlungseinrichtung (25) ausgelegt ist, zur Bestimmung der Optimalgeschwindigkeit
zu der erfassten Position ausschließlich diejenige Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs
(50, 55, 120) zu berücksichtigen, die mit der Information einer freien Fahrt für den
vorausliegenden Streckenabschnitt (80, 115) verknüpft ist.
2. Datenverarbeitungseinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erfassungseinrichtung (60, 95) und eine mit der Erfassungseinrichtung (60, 95)
verbundene Sendeeinrichtung (65, 90) vorgesehen ist, wobei die Erfassungseinrichtung
(60, 95) ausgelegt ist, eine Position des Fahrzeugs (50, 55, 120) zu erfassen, den
vorausliegenden Streckenabschnitt (80, 115) bezüglich der freien Fahrt des Fahrzeugs
(50, 55, 120) zu überwachen und der Sendeeinrichtung (65, 90) die Information über
den Streckenabschnitt (80, 115) bereitzustellen, wobei die Sendeeinrichtung (65, 90)
ausgelegt ist, die von der Erfassungseinrichtung (60, 95) bereitgestellte Information
über den Streckenabschnitt (80, 115) und die Information über die Position des Fahrzeugs
(50, 55, 120) an die Empfangseinrichtung (30) zu senden.
3. Datenverarbeitungseinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (65, 90) ein Positionsbestimmungssystem (70, 110), insbesondere
ein GPS-System, und wenigstens eines der folgenden Systeme umfasst: ein Radarsystem
(75, 100), ein Kamerasystem (85, 105), ein Lidarsystem, ein Laserabstandsmesssystem.
4. Datenverarbeitungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Speicher, der mit der Ermittlungseinrichtung (25) verbunden ist, wobei in dem
Speicher (40) zu einer erfassten Position eine bereits ermittelte Optimalgeschwindigkeit
abgelegt ist.
5. Datenverarbeitungseinrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungseinrichtung (25) ausgelegt ist, aus der im Speicher (40) abgelegten
ermittelten Optimalgeschwindigkeit und der ermittelten Fahrgeschwindigkeit eine neuermittelte
Optimalgeschwindigkeit zu ermitteln.
6. Datenverarbeitungseinrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungseinrichtung (25) zur Ermittlung der neuermittelten Optimalgeschwindigkeit
aus der im Speicher (40) abgelegten ermittelten Optimalgeschwindigkeit und der erfassten
Fahrgeschwindigkeit wenigstens anhand einer Mittelwertbildung oder einer Quantil-Bildung
zu ermitteln.
7. Datenverarbeitungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Speicher (40) eine topographische Karte (185) abgelegt ist, in der wenigstens
ein Fahrhindernis (125, 130) abgelegt ist, wobei dem Fahrhindernis (125, 130) in der
topographischen Karte (185) eine Position zugeordnet ist, wobei die Ermittlungseinrichtung
(25) ausgelegt ist, die erfasste Position des Fahrzeugs (50, 55, 120) mit der topographischen
Karte (185) zur Ermittlung eines möglichen der Position des Fahrzeugs (50, 55, 120)
zugeordneten Fahrhindernisses zu vergleichen.
8. Datenverarbeitungseinrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrhindernis wenigstens eine der folgenden Situationen umfasst: eine Kurvensituation
(125, 130), eine Baustellensituation, eine Geschwindigkeitsbegrenzung, einen Gefahrenpunkt.
9. Datenverarbeitungseinrichtung (10) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungseinrichtung (25) ausgelegt ist, bei Erfassen eines Fahrhindernisses
(125, 130), die im Speicher (40) zu der Position abgelegte ermittelte Optimalgeschwindigkeit
mit der korrespondierend zu der erfassten Position neuermittelten Optimalgeschwindigkeit
zu ersetzten.
10. Datenverarbeitungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungseinrichtung (25) ausgelegt ist, eine mittels der Erfassungseinrichtung
(60, 95) ermittelte zulässige Höchstgeschwindigkeit in dem Streckenabschnitt (80,
115) die ermittelte und/oder die neuermittelte Optimalgeschwindigkeit mit der ermittelten
zulässigen Höchstgeschwindigkeit zu vergleichen und bei einem Abweichen der ermittelten
zulässigen Höchstgeschwindigkeit um einen vordefinierten Schwellenwert von der ermittelten
und/oder der neuermittelten Optimalgeschwindigkeit die ermittelte zulässige Höchstgeschwindigkeit
als fehlerbehaftet zu markieren.
11. Verfahren zur Ermittlung einer Optimalgeschwindigkeit an einer erfassten Position,
- wobei eine Information über eine erfasste Position wenigstens eines Fahrzeugs (50,
55, 120) und eine zu der erfassten Position zugeordnete Information über einen dem
Fahrzeug (50, 55, 120) vorausliegenden Streckenabschnitt (80, 115) bezüglich einer
freien Fahrt des Fahrzeugs (50, 55, 120) empfangen wird,
- wobei die der erfassten Position zugeordnete zu ermittelnde Optimalgeschwindigkeit
anhand einer zu der erfassten Position zugeordneten erfassten Fahrgeschwindigkeit
(v1/2) des Fahrzeugs (50, 55, 120) bestimmt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
- zur Bestimmung der Optimalgeschwindigkeit zu der erfassten Position, ausschließlich
diejenige Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs (50, 55, 120) berücksichtigt wird, die
mit der Information einer freien Fahrt für den vorausliegenden Streckenabschnitt (80,
115) verknüpft ist.
12. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 11, wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Datenverarbeitungseinrichtung
(10) abläuft oder auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist